¿Es la incertidumbre cuántica una función de cómo está distribuida la materia en el universo?

Question

Como resultado de su trabajo de tesis doctoral, Richard Feynman y John Wheeler escribieron una serie de artículos sobre cómo el retroceso de un electrón cuando emite un fotón puede modelarse con precisión como el resultado de un "fotón avanzado" que viaja hacia atrás en el tiempo e impacta contra el electrón. En su modelo, este peculiar impacto hacia atrás desde el futuro siempre se produce en el mismo momento en que el electrón emite un "fotón retardado" más convencional (¡no me miren a mí, no se me han ocurrido estos nombres!) que luego avanza en el tiempo de una manera más convencional.

El fotón adelantado es emitido por cualquier electrón que finalmente absorba el fotón retrasado. Ese electrón puede estar sólo a unos pocos femtosegundos en el futuro. Sin embargo, también podría estar a miles de millones de años en el futuro, como cuando se apunta un láser hacia un vacío especialmente vacío en el espacio intergaláctico.

Este último punto siempre me ha intrigado, ya que parece implicar que la probabilidad de emisión del fotón depende de la distribución de la materia en el universo a través de todo el espaciotiempo.

Imaginemos, por ejemplo, un láser que ilumina una región del espacio en la que la probabilidad de que sus fotones encuentren futuros electrones es cercana a cero durante toda la historia del universo. Según el modelo de Feynman-Wheeler del par fotón avanzado-retrasado, la ausencia de un futuro electrón para emitir el fotón avanzado parecería significar que no se podrían emitir fotones retrasados en esa dirección, ¡y el láser dejaría de funcionar!

Así que mi pregunta es la siguiente:

¿Cuál es la resolución de la paradoja de la supresión del láser en el espacio vacío de Feynman-Wheeler?

Asumo por defecto que la supresión de Feynman-Wheeler no existe, pero también tengo que admitir que no lo sé experimentalmente. Asumo que no existe porque las probabilidades cuánticas parecen ser muy suaves, y la supresión de Feynman-Wheeler violaría esa suavidad. En su lugar, haría de la incertidumbre cuántica una función de cómo está distribuida la materia en el espaciotiempo.

Pero si la supresión Feynman-Wheeler no existe, por qué ¿no existe?

Eso también parecería muy extraño, porque parecería implicar que alguna invariante muy peculiar está actuando en el universo como un todo. Específicamente, parecería afirmar que no importa en qué dirección se mire en nuestro universo muy fibroso y muy grumoso, lleno de agujeros intergalácticos, energía oscura, materia oscura, materia invisible y una pequeña cantidad de materia radiante muy aglomerada, la probabilidad de encontrar eventualmente un electrón es siempre exactamente la misma .

¿De verdad? Ese tipo de suavidad no me parece una invariante obvia para el universo que observamos. La única idea que se me ocurre es que esta hipotética invariante de suavidad del electrón podría estar relacionada con la idea de un universo holográfico.

Así que..: ¿Existe alguna otra resolución a la paradoja de la supresión de Feynman-Wheeler que no (a) haga depender las probabilidades cuánticas de la distribución de la materia en todo el espaciotiempo, o (b) requiera que la distribución angular de los electrones de cero a infinito, desde todos los puntos de todo el espacio, sea siempre suave?

Answer 1

Como resultado de su tesis doctoral, Richard Feynman y John Wheeler escribió una serie de artículos sobre cómo el contragolpe de un electrón como se emite un fotón puede ser modelada con precisión como el resultado de una "avanzada de fotones" viajando hacia atrás en el tiempo y golpeando el electrón.

No, Feynman-Wheeler teoría considera que el modelo de los clásicos de la interacción electromagnética, donde los electrones son la masa y puntos de interactuar a través de la continua fuerzas característica para el clásico de la teoría electromagnética, no a través de temporal de eventos discretos que resulta en el cambio de momentum.

Feynman-Wheeler teoría de los usos (como otras teorías similares de Tetrodo, Fokker, Frenkel desde el principio del siglo 20 lo hizo) de medio retardado, la mitad de avanzadas soluciones de las ecuaciones de Maxwell con punto de electrones, no uni-direccional de fotones.

Es un no-de la teoría cuántica; según Feynman, Wheeler prometido a otra charla sobre el quantum de la versión, pero él nunca se dio que hablar.

Si el electrón emite un impulso cuerpo de transporte (fotones), no habría necesidad de otra tal impulso cuerpo de transporte (fotones desde el futuro) a dar una patada en la dirección opuesta a la del electrón. El fotón emitido haría que por sí mismo debido a la conservación del momentum.

La "acción de futuro" (uso de campos avanzados) fue inventado en parte porque los retrasados EM campo de punto de partículas se distribuyen simétricamente alrededor de la irradiación cargada punto de partículas, lo que es insuficiente para explicar la espera de la reacción de su movimiento. Diferencia de avanzada y un atraso en el campo de la partícula tiene un no-simétrica límite en la posición de la partícula que puede ser utilizado para expresar la Lorentz-Abraham resultados para la radiación de la fuerza de reacción, por lo que Feynman y Wheeler vio "acción de futuro" como un posible reemplazo para su enfoque anterior.

Imaginemos por ejemplo, que brilla de un láser en una región de espacio para el cual la probabilidad de que los fotones de encontrarse con el futuro de los electrones es cercano a cero, para todo el resto de la historia del universo. De acuerdo a la Feynman-Wheeler avanzado con retardo de fotones par modelo, la ausencia de un futuro de electrones para emitir la avanzada de fotones podría significar que no hay retraso fotones podrían ser emitidos en esa dirección, y el láser podría dejar de trabajar!

Así que mi pregunta es esta:

¿Cuál es la resolución a la Feynman-Wheeler vacío espacio-láser supresión de la paradoja?

Láser ( o cualquier fuente de luz direccional) es un macroscópica dispositivo construido de tal manera que su macroscópica EM campo en el formulario de unidireccional de los rayos de luz se compone (en teoría microscópica como el F-W teoría) de un inmenso número (~$10^{24}$ y más) de las partículas individuales de los campos. El dispositivo está construido de tal manera (generalmente la adición de un absorbedor con el tamaño adecuado agujero es suficiente) que de la escuela primaria, los campos se anulan mutuamente en la mayoría de las direcciones.

De acuerdo a la Feynman-Wheeler avanzado con retardo de fotones par modelo, la ausencia de un futuro de electrones para emitir la avanzada de fotones podría significar que no hay retraso fotones podrían ser emitidos en esa dirección

Si quiero expresar esta idea en el marco clásico de la Feynman-Wheeler teoría (cambiando así, como tiene que ser), usted está diciendo que

si no hay ningún distante partículas cada vez que interactúan con retrasos en el campo de una partícula cargada del láser dentro de ciertos ángulo sólido visto desde el láser de partículas, no hay ninguna acción de estos distantes partículas de nuevo en la partícula del láser y por lo tanto el láser de partículas no puede irradiar retraso de campo en esta dirección.

La parte en negrita no es una conclusión basada en la Feynman-Wheeler teoría, porque en la Feynman-Wheeler teoría retardado campos son dadas por el retraso de las soluciones de las ecuaciones de Maxwell que (a pesar de que se decae a cero con el aumento de la distancia) no son nunca exactamente cero en cualquier dirección.

Observaciones: Feynman-Wheeler teoría postula que el campo total se desvanece exactamente fuera de la perfecta absorbente (por lo que puede ser demostrado que la diferencia del total de retraso y el total de campo avanzado se desvanece en todas partes), pero los campos individuales no son asumidos a desaparecer en cualquier dirección.

Cómo se logra esto (¿cómo podría el perfecto absorbedor de trabajo) que no se ha especificado y que es uno de los dos puntos más débiles de la teoría en su totalidad:

• qué buena razón hay para creer que el punto de partículas cancelar cada uno de los otros campos exactamente (lo que implica la total avanzadas de campo y el total de retrasados campo son los mismos en todas partes) ?

• ¿por qué debemos además creen que los campos son medio retrasados, medio-avanzado cuando junto con la anterior creencia de que esto conduce a Lorentz-Abraham ecuación para el punto de partículas, que es no físico para ellos y se deriva de manera más convincente por Lorentz como una primera aproximación de la ecuación extendida de cuerpos cargados ?

El realmente convincente parte de Feynman-Wheeler trabajo es que la radiación de reacción en cuerpos cargados se puede explicar como la acción de la EM de las fuerzas debido a otros cuerpos cargados; auto-interacción no es necesario. Esto funciona incluso sin el otro Feynman-Wheeler supuestos, como el campo total en macroscópica de la teoría es capaz de explicar la radiación de amortiguación ya y microscópicamente esto puede ser explicado simplemente por la correlación de individuo campos microscópicos de partículas sin ningún tipo de auto-interacción.

Answer 2

Quizás esto casi se adentre en el terreno de la filosofía, pero la premisa original trata extrañamente al fotón de forma diferente al electrón. La única razón por la que pensamos así es porque es más común observar la creación del fotón, ya que es un bosón. Pero la electrodinámica cuántica dicta que cuando un fotón se desplaza a gran distancia, también debe, con cierta probabilidad, dividirse en un electrón y un positrón durante un breve instante. Si al principio imaginamos esto como un suceso discreto, entonces el fotón que viaja a través del espacio vacío acabaría transformándose en sus propios compañeros de interacción para satisfacer la condición del fotón avanzado. Así, podemos ver que no debería haber supresión del láser.

Pero creo que una perspectiva adecuada debería hacernos mirar un poco más profundamente y darnos cuenta de que, en ausencia de intentos específicos de interactuar con estos sucesos de división electrón/positrón (es decir, "medirlos"), no ocurrirán de forma discreta. Por el contrario, existirán en un continuo probabilístico a lo largo de la trayectoria del fotón. En otras palabras, incluso si tomamos el modelo del fotón avanzado como la mejor solución al problema del retroceso, un tratamiento completo debería terminar con algo más cercano a una integral de trayectoria de fotones avanzados con piezas que contribuyen desde toda la trayectoria.

Podríamos considerar esta complicada imagen como si el fotón llevara consigo su propia capacidad integrada de empujar fuera de las cosas. Y quizás podríamos llamar a esto impulso.